張?jiān)鲇?,毛樹?biāo)
(1.浙江省氟化工行業(yè)協(xié)會,浙江 杭州 310005;2.浙江省化工研究院有限公司,浙江 杭州 310023)
石油和化學(xué)工業(yè)是國民經(jīng)濟(jì)重要的基礎(chǔ)工業(yè)和支柱產(chǎn)業(yè),也是浙江省重點(diǎn)發(fā)展的優(yōu)勢特色產(chǎn)業(yè),經(jīng)濟(jì)總量大,關(guān)聯(lián)度高,帶動性強(qiáng),產(chǎn)品應(yīng)用范圍廣,是浙江省經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平和綜合實(shí)力的重要標(biāo)志?!笆奈濉睍r(shí)期是我國全面建成小康、實(shí)現(xiàn)第一個(gè)百年奮斗目標(biāo)之后,乘勢而上開啟全面建設(shè)社會主義現(xiàn)代化國家新征程、向第二個(gè)百年奮斗目標(biāo)進(jìn)軍的第一個(gè)五年,也是浙江省石油和化學(xué)工業(yè)創(chuàng)新驅(qū)動、高質(zhì)量發(fā)展的戰(zhàn)略機(jī)遇期。浙江省經(jīng)濟(jì)和信息化廳組織編寫的《浙江省石油和化學(xué)工業(yè)“十四五”發(fā)展規(guī)劃》[1],與氟化工行業(yè)相關(guān)的內(nèi)容主要有:
(1)重點(diǎn)發(fā)展熔融和改性聚四氟乙烯、高速加工用全氟乙丙烯樹脂、高品質(zhì)功能性聚偏氟乙烯樹脂、四氟乙烯-全氟烷氧基乙烯基醚共聚物(PFA)、乙烯-四氟乙烯共聚物(ETFE)樹脂及用于電子行業(yè)的特種氟材料;大力發(fā)展新一代環(huán)境友好低碳制冷劑和全氟酮滅火劑、綠色發(fā)泡劑;含氟脂肪族化合物、含氟芳香烴化合物和含氟雜環(huán)化合物、功能制劑;含氟特種高效綠色表面活性劑列入重點(diǎn)發(fā)展產(chǎn)品。
(2)發(fā)揮浙江省氟化工發(fā)展優(yōu)勢,重點(diǎn)支持含氟農(nóng)藥和相關(guān)含氟農(nóng)藥及醫(yī)藥中間體,構(gòu)建含氟原料、含氟中間體、含氟農(nóng)藥及制劑產(chǎn)業(yè)鏈。在涂料行業(yè),含氟功能涂料等環(huán)境友好涂料品種屬于重點(diǎn)發(fā)展涂料。適應(yīng)鐵路交通、航天航空、電子科技、風(fēng)力發(fā)電、船舶艦艇等新興產(chǎn)業(yè)的發(fā)展,大力發(fā)展船舶防污涂料,集裝箱、鋼構(gòu)防銹涂料,高性能粉末涂料、風(fēng)電葉片涂料等功能性專用涂料品種。加強(qiáng)高性能成膜樹脂和助劑的研究和開發(fā)以及涂料施工方式和應(yīng)用研究。
(3)推動嘉興、衢州、紹興上虞聯(lián)動發(fā)展。依托中國化工新材料(嘉興)園區(qū),發(fā)揮國家新型工業(yè)化產(chǎn)業(yè)示范基地作用,推進(jìn)嘉興乍浦化工新材料產(chǎn)業(yè)基地建設(shè)。依托衢州綠色產(chǎn)業(yè)集聚區(qū)、衢州氟硅鈷新材料產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新服務(wù)綜合體,推進(jìn)衢州氟硅新材料、電子化學(xué)品、新能源電池材料產(chǎn)業(yè)基地建設(shè),力爭成為國際知名的新材料產(chǎn)業(yè)基地。
本文主要闡述學(xué)習(xí)《浙江省石油和化學(xué)工業(yè)“十四五”發(fā)展規(guī)劃》的體會,并結(jié)合浙江省氟化學(xué)工業(yè)現(xiàn)狀,提出發(fā)展建議。
浙江省的氟化工產(chǎn)業(yè)起始于20 世紀(jì)50 年代,經(jīng)過60 多年發(fā)展,形成了無機(jī)氟化物、氟碳化學(xué)品、含氟聚合物及含氟精細(xì)化學(xué)品四大類產(chǎn)品體系和完整的門類。進(jìn)入21 世紀(jì),尤其是“十三五”期間,浙江省的氟化工行業(yè)高速發(fā)展,取得了令人矚目的成就。
2019 年,浙江省各類氟化工產(chǎn)品的總產(chǎn)能超過200 萬t,銷售額約260 億元人民幣,約占全國銷售額的50%。比十年前的2010 年的130 億元翻了一番。無水氫氟酸(AHF)、氟碳化學(xué)品(ODS替代品)、氟精細(xì)化學(xué)品(含氟電子化學(xué)品、氟農(nóng)藥及中間體、氟醫(yī)藥及中間體)、含氟聚合物等產(chǎn)品均位居全國前列,其中氟碳化學(xué)品產(chǎn)能約占全國產(chǎn)能的60%。浙江省在國內(nèi)外有知名度的氟化工企業(yè)有:巨化集團(tuán)有限公司、中化藍(lán)天集團(tuán)有限公司、浙江三美化工股份有限公司、浙江永太科技股份有限公司、浙江永和制冷股份有限公司、浙江孚諾林化工新材料有限公司、臨海市利民化工有限公司、浙江??耸⒒び邢薰?、衢州南高峰化工股份有限公司、東陽市巍華制冷材料有限公司、浙江環(huán)新氟材料股份有限公司、浙江中欣氟材股份有限公司、浙江巍華新材料股份有限公司、浙江省三門解氏化學(xué)工業(yè)有限公司、索爾維藍(lán)天(衢州)化學(xué)品有限公司、浙江厚鵬化工有限公司、浙江康峰化工有限公司、杭州顏料化工有限公司等。
氟化工新材料作為新材料產(chǎn)業(yè)的一個(gè)重要分支,是目前基礎(chǔ)化學(xué)工業(yè)中最具活力和發(fā)展?jié)摿Φ念I(lǐng)域。進(jìn)入新世紀(jì)以來,世界各國已將高科技含氟新產(chǎn)品、新材料開發(fā)列為優(yōu)先發(fā)展的產(chǎn)業(yè)制高點(diǎn)。隨著國家戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)的興起,我國也開始高度重視性能優(yōu)異的高端含氟新材料的開發(fā)和產(chǎn)業(yè)化。氟化工新材料已成為國家重點(diǎn)發(fā)展的化工新材料之一,其發(fā)展與能源、電子和汽車等行業(yè)發(fā)展需求息息相關(guān),高端化、高附加值、新應(yīng)用是其發(fā)展方向。聚四氟乙烯(PTFE)、四氟乙烯-全氟烷氧基乙烯基醚共聚物(PFA)、聚全氟乙丙烯(FEP)等具有優(yōu)異的介電性能,能滿足5G通訊信號在高頻下傳輸速度快、損耗小、低延時(shí)等要求,是5G 通訊不可或缺的材料。PFA、乙烯-四氟乙烯共聚物(ETFE)、聚三氟氯乙烯(PCTFE)等產(chǎn)品將隨著生產(chǎn)技術(shù)水平的不斷突破,以及國內(nèi)航空工業(yè)、農(nóng)業(yè)、建筑及半導(dǎo)體制造等行業(yè)的發(fā)展,預(yù)計(jì)每年將會以10%以上的速度增長。另外,其他特種氟聚合物全氟磺酸樹脂、含氟聚酰亞胺等材料的需求將會隨著氫燃料電池車以及國內(nèi)芯片行業(yè)的發(fā)展,呈現(xiàn)爆發(fā)性增長。
含氟材料主要是氟聚合物,浙江省在這一領(lǐng)域已開發(fā)了許多產(chǎn)品,除了原有的聚四氟乙烯樹脂、聚偏氟乙烯樹脂和聚氟乙烯樹脂外,還有聚全氟乙丙烯(FEP)、四氟乙烯-全氟烷氧基乙烯基醚共聚物(PFA)、乙烯-四氟乙烯共聚物(ETFE)、全氟醚橡膠(FFKM),以及聚合單體全氟正丙基乙烯基醚(PPVE)等。
氟化工新材料的主要生產(chǎn)企業(yè)有:巨化集團(tuán)有限公司、中化藍(lán)天集團(tuán)有限公司、浙江孚諾林化工新材料有限公司、浙江永和制冷股份有限公司等。巨化集團(tuán)技術(shù)中心為國家氟材料工程技術(shù)研究中心主體依托單位。
浙江賽訊環(huán)保科技有限公司以四氟乙烯樹脂為基材,開發(fā)了多種應(yīng)用產(chǎn)品,如換熱器等,得到了廣大化工、熱電等企業(yè)的好評。中化藍(lán)天集團(tuán)有限公司的聚氟乙烯(PVF)薄膜,是國際上除了杜邦公司外唯一一家能生產(chǎn)高質(zhì)量PVF 薄膜的企業(yè),其生產(chǎn)成本低于杜邦公司。巨化集團(tuán)有限公司和浙江永和制冷股份有限公司已投產(chǎn)聚全氟乙丙烯(FEP)等高性能含氟聚合物。FEP 作為氟化工高端產(chǎn)品,主要用于極細(xì)電子線上,發(fā)展?jié)摿薮?,產(chǎn)品技術(shù)含量和產(chǎn)品附加值高,已被列入中國制造2025 的五大工程和十大領(lǐng)域(制造業(yè)創(chuàng)新中心建設(shè)工程,新材料)。浙江孚諾林化工新材料有限公司主要生產(chǎn)用于鋰電池等的聚偏氟乙烯樹脂,杭州福膜新材料科技股份有限公司主要生產(chǎn)高性能氟功能膜,這兩家公司的產(chǎn)品質(zhì)量達(dá)到國際先進(jìn)水平。
2020 年上半年,中國外貿(mào)發(fā)展面臨的外部環(huán)境錯(cuò)綜復(fù)雜,新冠病毒疫情在全球蔓延給制造業(yè)帶來巨大沖擊;美國對中國開展貿(mào)易戰(zhàn),一方面大幅提高關(guān)稅,另一方面進(jìn)行制裁。2020 年2 月,美國宣布對進(jìn)口自中國的二氟甲烷(制冷劑R32)發(fā)起反傾銷立案調(diào)查;3 月,作出反傾銷產(chǎn)業(yè)損害肯定性初裁;4 月,美國對進(jìn)口自中國的氫氟烴單體制冷劑(R32、R125、R143a)作出反規(guī)避調(diào)查肯定性初裁;5 月,作出反規(guī)避肯定性終裁。這些因素對2020 年浙江省氟化工的經(jīng)營和發(fā)展造成了不利影響。
氟化工行業(yè)是化工行業(yè)的一個(gè)子行業(yè),氟化工已成為化工行業(yè)中發(fā)展最快、最具高新技術(shù)和最有前景的行業(yè)之一。隨著科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步,氟化工產(chǎn)品的應(yīng)用范圍正向更廣更深更高端的領(lǐng)域拓展。在我國,氟化工已提升為國家戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)的重要組成部分,同時(shí)也是發(fā)展新能源等其他戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)和提升傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)所需的配套材料,對促進(jìn)我國制造業(yè)的結(jié)構(gòu)調(diào)整和產(chǎn)品升級起著十分重要的作用。
3.1.1 濕電子化學(xué)品
濕電子化學(xué)品是集成電路、分立器件、顯示面板、太陽能電池等生產(chǎn)濕法工藝制程關(guān)鍵性電子化工材料。濕電子化學(xué)品行業(yè)上承基礎(chǔ)化工原料,下接電子信息材料行業(yè)。要求超凈高純,其純度和潔凈度對下游產(chǎn)品的優(yōu)良率、電性能及可靠性具有十分重要的影響。
濕電子化學(xué)品品類眾多,在應(yīng)用占比逐步提升的半導(dǎo)體領(lǐng)域,氫氟酸的用量位居濕電子化學(xué)品前列,主要用于晶圓的濕法清洗和刻蝕。晶圓清洗是指在氧化、光刻等工藝之前去除硅片表面的金屬離子、有機(jī)物、氧化物。在太陽能電池生產(chǎn)過程中,氫氟酸、硝酸、氫氧化鉀的用量居于前列。單晶硅制備工藝一般采用氫氧化鉀等堿性溶液作為腐蝕劑,配合鹽酸、氫氟酸進(jìn)行清洗。多晶硅采用硝酸、氫氟酸等混合酸液作為腐蝕劑,采用高純氫氧化鉀、氫氟酸+鹽酸混合液進(jìn)行清洗。
當(dāng)前,我國濕電子化學(xué)品國產(chǎn)化水平仍然偏低,G4、G5 級產(chǎn)品進(jìn)口替代空間仍然較大。目前,國外濕電子化學(xué)品生產(chǎn)企業(yè)已實(shí)現(xiàn)G5 標(biāo)準(zhǔn)產(chǎn)品的量產(chǎn),而國內(nèi)主流產(chǎn)能仍停留在G2、G3 標(biāo)準(zhǔn)。僅少數(shù)企業(yè)掌握部分G3 級以上標(biāo)準(zhǔn)產(chǎn)品的生產(chǎn)技術(shù)。在產(chǎn)品等級要求較低(G1 等級)的太陽能電池領(lǐng)域,國內(nèi)已基本實(shí)現(xiàn)國產(chǎn)化。晶圓加工市場濕電子化學(xué)品國產(chǎn)化率約為26%。顯示面板領(lǐng)域,4.5 代、5 代線國產(chǎn)化率約30%,6 代線以上濕電子化學(xué)品國產(chǎn)化率約10%左右,綜合國產(chǎn)化率約25%。
根據(jù)用途的不同,電子級氫氟酸被分為EL、UP、UPS、UPSS、UPSSS 級別,其中UPSS、UPSSS 是高端半導(dǎo)體級別。當(dāng)前國內(nèi)企業(yè)受到設(shè)備、工藝和分析檢測等條件制約,UPSS、UPSSS 電子級氫氟酸的生產(chǎn)規(guī)模及品質(zhì)和發(fā)達(dá)國家相比仍然有較大差距。日本掌控了全球接近90%的高品質(zhì)電子級氫氟酸產(chǎn)能,占據(jù)領(lǐng)先地位。中國6 代線及高世代平板顯示、8 英寸及以上集成電路所需超凈高純試劑大部分依賴進(jìn)口。在5G 時(shí)代促進(jìn)下,全球?qū)PSS 電子級氫氟酸的需求程度將迅速增加。通過加強(qiáng)UPSS 電子級氫氟酸的工藝研究,提高產(chǎn)品質(zhì)量和產(chǎn)能,開發(fā)符合市場最新要求的電子級氫氟酸產(chǎn)品,將是未來幾年國內(nèi)相關(guān)電子級氫氟酸生產(chǎn)企業(yè)的發(fā)展方向。開發(fā)生產(chǎn)UPSS、UPSSS 高端超純電子級氫氟酸的企業(yè)將會迎來發(fā)展機(jī)遇。我省氫氟酸生產(chǎn)企業(yè)可以關(guān)注UPSS、UPSSS 級別高品質(zhì)氫氟酸的開發(fā)與生產(chǎn)。
3.1.2 含氟電子氣體
含氟電子氣體產(chǎn)品多、應(yīng)用面廣,在眾多經(jīng)濟(jì)領(lǐng)域起著重要作用。由于電子行業(yè)對特氣的特殊要求以及含氟電子氣體品種和純度的特殊性,企業(yè)進(jìn)入含氟電子氣體的門檻高,因此目前中國的含氟電子氣體仍然主要依賴從國際氣體公司進(jìn)口。含氟電子特氣在電子特氣中約占30%,主要用于電子產(chǎn)品的蝕刻劑、清洗劑,也可用于摻雜劑、成膜材料等。主要品種有:六氟化硫(SF6)、四氟化碳(CF4、)六氟化鎢(WF6)、三氟化氮(NF3)、六氟乙烷(C2F6)、八氟丙烷(C3F8)、三氟化磷(PF3)、三氟化硼(BF3)、四氟化硅(SiF4)、氟甲烷(CH3F)、碳酰氟(COF2)、全氟丁二烯(C4F6)、六氟化鉬(MoF6)、F2/N2等。產(chǎn)能較大的品種主要是SF6、CF4、NF3、C2F6、C3F8、WF6等。在含氟電子特氣方面,利用新一代低GWP 值的CF2O、F2等代替?zhèn)鹘y(tǒng)的全氟化合物(PFCs)和高GWP 值的NF3、SF6作為含氟清洗氣成為趨勢;而全氟丁二烯(C4F6)和八氟環(huán)戊烯(C5F8)等成為下一代蝕刻氣產(chǎn)品的主要候選物。浙江省含氟特氣的產(chǎn)量很小,“十四五”期間有條件的企業(yè)可適當(dāng)關(guān)注這一領(lǐng)域。
3.1.3 鋰離子電池電子化學(xué)品
六氟磷酸鋰作為鋰離子電池的電解質(zhì),是鋰離子電池的關(guān)鍵原材料之一。隨著我國經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展,對電池新材料需求的不斷增加,以及手機(jī)、筆記本電腦、數(shù)碼相機(jī)、攝像機(jī)、新能源汽車等產(chǎn)品對新型、高效、環(huán)保電池材料的強(qiáng)勁需求,我國鋰離子電池的材料市場將不斷擴(kuò)大。5G 手機(jī)的推廣和新能源汽車的大規(guī)模商業(yè)化為鋰離子電池正極材料帶來新機(jī)遇。鋰離子電池常用的正極材料有錳酸鋰、鈷酸鋰、磷酸鐵鋰以及三元材料等,但鋰離子電池正極材料還存在一定的技術(shù)瓶頸,尤其是電容量高與安全性能強(qiáng)的優(yōu)勢還未充分發(fā)揮出來。在鋰離子電池正極材料領(lǐng)域,小的技術(shù)革新都有可能掀起新一輪的市場拓展。浙江省企業(yè)應(yīng)加強(qiáng)對正極材料關(guān)鍵技術(shù)的攻關(guān),增強(qiáng)核心競爭力,在國際競爭中取得優(yōu)勢。“十四五”期間,關(guān)注六氟磷酸鋰的替代品,如雙氟磺酰亞胺鋰(LiFSI)、二氟磷酸鋰、二氟草酸硼酸鋰等。
氟碳化學(xué)品主要是指消耗臭氧層物質(zhì)(ODS)替代品。“十三五”期間,我省除了在氟碳產(chǎn)品產(chǎn)能上實(shí)現(xiàn)量的突破,在行業(yè)技術(shù)發(fā)展方面也取得了一定進(jìn)展。
2016 年10 月,在《蒙特利爾議定書》第28 次締約方大會上達(dá)成了限控溫室氣體HFCs 的《蒙特利爾議定書》基加利修正案,2019 年1 月1 日起開始生效。全球氟碳產(chǎn)品的生產(chǎn)和應(yīng)用行業(yè)正處于HCFCs 加速淘汰階段和HFCs 即將啟動削減的前期階段。我國“十三五”期間已進(jìn)入含氫氯氟烴行業(yè)計(jì)劃加速淘汰的第二階段,ODS 用途配額量開始削減,但隨著HCFCs 的加速淘汰,HFCs的產(chǎn)能和產(chǎn)量這些年卻在快速發(fā)展,產(chǎn)能和產(chǎn)量都以12%左右的速度增長。2019 年我國氟碳化學(xué)品主要品種產(chǎn)能與產(chǎn)量見表1。
當(dāng)前,國際上HFCs 開始進(jìn)入削減階段,市場已開始向新一代環(huán)境友好氟碳化學(xué)品HFOs 轉(zhuǎn)變。2,3,3,3-四氟-1-丙烯(HFO-1234yf)、1,3,3,3-四氟丙烯(HFO-1234ze(E))、一氯三氟丙烯(HCFO-1233zd)、新一代發(fā)泡劑六氟-2-丁烯(HFO-1336mz(Z))、新一代滅火劑全氟酮等品種已成為第四代替代品。
在氟碳產(chǎn)品的應(yīng)用和評價(jià)研究方面,浙江省科研單位和有關(guān)企業(yè)已經(jīng)開展了低GWP 值HFCs產(chǎn)品的開發(fā)和應(yīng)用研究,如HFC-32 用于家用空調(diào)制冷劑的應(yīng)用研究,HFC-161 替代HCFC-22、HFC-41 替代HFC-23 作為深冷應(yīng)用研究等。為了更好地研究開發(fā)新一代替代品,中化藍(lán)天集團(tuán)有限公司、浙江省化工研究院建立了“含氟溫室氣體替代及控制處理國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室”,該實(shí)驗(yàn)室擁有我國唯一一套相對速率法GWP 實(shí)驗(yàn)研究裝置,該裝置可開展現(xiàn)有溫室氣體及其替代品的大氣性能評估,指導(dǎo)氣候友好產(chǎn)品的創(chuàng)新研發(fā)和應(yīng)用。
國際上篩選得到的27 個(gè)候選替代品見表2。
表2 國際上篩選得到的27 個(gè)候選替代品
國際上已進(jìn)入應(yīng)用階段的低GWP 值ODS 替代品見表3。
表3 國際上已進(jìn)入應(yīng)用階段的低GWP 值ODS 替代品
在研究新一代替代品中,混合工質(zhì)成為替代品研發(fā)熱點(diǎn)。為了彌補(bǔ)HFOs 制冷劑的容積制冷量和性能系數(shù)上的缺陷,在保證GWP 有限增大的基礎(chǔ)上,通常混入一定容積制冷量較大的工質(zhì)制備HFO 混合制冷劑。同時(shí),HFOs 還有一定的可燃性,其使用受到一定的限制,通過混入不可燃的工質(zhì),也有利于降低組合物的可燃性。HFOs混合工質(zhì)的開發(fā)多元化,包括HFOs/氫氟烴類、HFOs/HCs 等。
“十四五”期間,對氟碳化學(xué)品的建議如下:
(1)重點(diǎn)研究開發(fā)新一代環(huán)境友好型制冷劑,如HFO-1234yf、HFO-1234ze 新的合成工藝路線和新型催化劑的開發(fā)。
(2)鼓勵(lì)低GWP HFCs 的新應(yīng)用研究,如HFC-32、HFC-161、HFC-152a 弱可燃工質(zhì)應(yīng)用領(lǐng)域的擴(kuò)展,替代高GWP 產(chǎn)品。
(3)鼓勵(lì)研究開發(fā)低GWP 的混合工質(zhì)。
(4)鼓勵(lì)開展下游應(yīng)用領(lǐng)域的應(yīng)用研究,如電動汽車低溫?zé)岜霉べ|(zhì)、高溫?zé)岜霉べ|(zhì)的開發(fā)和HFOs 混合工質(zhì)的開發(fā)。
(5)鼓勵(lì)開發(fā)高GWP 副產(chǎn)物的綠色轉(zhuǎn)化技術(shù),如HFC-23 的綠色資源化轉(zhuǎn)化技術(shù)。逐步提高低GWP HFCs 的新應(yīng)用,例如HFC-32 作為家用空調(diào)、熱泵、冷凍機(jī)的應(yīng)用研究;HFC-161 作為HCFC-22 的替代品的開發(fā)。逐步開拓HFCs 特殊用途市場空間,例如HFC-152a 的醫(yī)用氣霧劑的應(yīng)用;氫氟碳化物(HFCs)、全氟碳化物(PFCs)等新的應(yīng)用,如在數(shù)據(jù)中心浸沒式液冷、5G 設(shè)備冷卻、新能源汽車電池冷卻等新的冷卻用途。
雖然按照基加利修正案規(guī)定的時(shí)間表,我國完全淘汰HCFCs 和逐步消減HFCs 還有很多年,但要未雨綢繆,必須要抓緊布局新一代零ODP 值和低GWP 值氟碳化學(xué)品的研究和開發(fā)。
含氟精細(xì)化工產(chǎn)業(yè)已成為氟化工行業(yè)中增長最快、附加值最高的細(xì)分領(lǐng)域。含氟中間體為我國戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)(藥物、新能源、航天航空等)的發(fā)展提供了原料保障。含氟芳香族化合物因其整體處于成熟期,隨著技術(shù)水平的提升和下游應(yīng)用的拓展,“十四五”期間其市場將呈平穩(wěn)增長趨勢,預(yù)計(jì)年增長率為5%左右;而含氟脂肪族化合物和含氟雜環(huán)化合物、功能制劑則會呈現(xiàn)快速增長的趨勢,其年增長率預(yù)測在20%~30%之間。
浙江省在含氟醫(yī)藥、農(nóng)藥中間體以及含氟電子化學(xué)品的開發(fā)和生產(chǎn)方面實(shí)力較強(qiáng)、產(chǎn)能較大、技術(shù)較為領(lǐng)先。例如氟苯、三氟甲基苯、三氟乙醇、三氟乙酸(酯)、六氟環(huán)氧丙烷和六氟化硫等的生產(chǎn)技術(shù)水平向國外先進(jìn)公司看齊,產(chǎn)品單耗、能耗得到有效降低。含氟烯醚、含氟脂肪族中間體、含氟雜環(huán)化合物和含氟液晶中間體等領(lǐng)域,涌現(xiàn)出一系列具有國際競爭力的產(chǎn)品。
浙江省生產(chǎn)含氟精細(xì)化學(xué)品的企業(yè)主要有:浙江永太科技股份有限公司、浙江中欣氟材股份有限公司(這兩家企業(yè)已上市),浙江巍華新材料股份有限公司、浙江省三門解氏化學(xué)工業(yè)有限公司、浙江康峰化工有限公司和中化藍(lán)天集團(tuán)有限公司。含氟精細(xì)化學(xué)品的附加價(jià)值高,而噸位不是很大,產(chǎn)品高效、低毒及性能優(yōu)異,主要用作醫(yī)藥、農(nóng)藥、染料的中間體,浙江省的氟精細(xì)化工產(chǎn)品在國際上有較高的知名度。
在電子化學(xué)品方面,隨著臺式計(jì)算機(jī)、筆記本電腦、掌上電腦、移動設(shè)備等多種尺寸LCD 顯示器的需求增長,如3,4,5-三氟苯酚用作TFT-LCD液晶材料等具有廣闊的市場前景。歐洲、美國、日本等國家和地區(qū),如德國默克公司和日本奇索等公司主要采購浙江永太科技股份有限公司產(chǎn)品。浙江省的氟精細(xì)化學(xué)品成為跨國企業(yè)全球供應(yīng)鏈上不可或缺的產(chǎn)品,占據(jù)了部分氟化工價(jià)值鏈高端市場。
從國際上看,隨著經(jīng)濟(jì)全球化的深入發(fā)展,發(fā)達(dá)國家的中高端氟精細(xì)產(chǎn)品研發(fā)和生產(chǎn)將向發(fā)展中國家轉(zhuǎn)移,國內(nèi)企業(yè)可以借鑒國外企業(yè)的先進(jìn)技術(shù)和管理經(jīng)驗(yàn),不斷提升技術(shù)、管理和國際化水平,提高氟精細(xì)化學(xué)品的品種、附加值與環(huán)保標(biāo)準(zhǔn)。
“十四五”期間,含氟醫(yī)藥、農(nóng)藥(除草劑)和含氟電子化學(xué)品及其助劑仍然是氟精細(xì)化學(xué)品的主要研究方向。在新創(chuàng)制的農(nóng)藥中,含氟芳環(huán)、含氟雜環(huán)化合物(三唑、吡啶、嘧啶等)占絕對優(yōu)勢,是現(xiàn)代農(nóng)藥的開發(fā)方向。含氟基團(tuán)的引入已成為新藥設(shè)計(jì)的重要手段,高選擇性、低成本的含氟基團(tuán)引入方式也是未來重要的研究方向。另外,新型含氟基團(tuán)如二氟甲基、五氟硫基的生理活性物質(zhì)也正成為新興熱點(diǎn)。
隨著多個(gè)含氟重磅藥物專利過期,相關(guān)含氟中間體的市場需求量將會增加,尤其在治療糖尿病、抗感染、抗病毒藥物和手術(shù)用麻醉劑等領(lǐng)域?qū)泻艽蟮男枨蟆:r(nóng)藥是未來低毒高效農(nóng)藥的發(fā)展趨勢,因此含氟類殺菌劑、除草劑和殺蟲劑具有良好的的市場前景,很多含氟農(nóng)藥將替代原有的農(nóng)藥品種。
“十四五”期間,浙江省要繼續(xù)努力在含氟醫(yī)藥、含氟農(nóng)藥、含氟染料及含氟電子化學(xué)品和助劑領(lǐng)域開發(fā)高端的含氟精細(xì)化學(xué)品。
3.4.1 氟樹脂
氟樹脂主要包括:非熔融加工的聚四氟乙烯(PTFE)、超高分子量PTFE 和改性PTFE;可熔融加工的聚全氟乙丙烯(FEP)、改性FEP、發(fā)泡FEP;聚偏氟乙烯(PVDF)、聚氟乙烯(PVF)、可熔性聚四氟乙烯(PFA)、乙烯-四氟乙烯共聚物(ETFE)、聚三氟氯乙烯(PCTFE)、乙烯和三氟氯乙烯交替共聚物(ECTFE)等均聚樹脂或共聚樹脂、含氟工程塑料等。
3.4.2 氟橡膠
氟橡膠(FKM)包括:以偏氟乙烯(VDF)、六氟丙烯(HFP)二元共聚的氟橡膠,以偏氟乙烯、四氟乙烯(TFE)、六氟丙烯三元共聚的氟橡膠,以及四氟乙烯與丙烯共聚的四丙橡膠、氟硅橡膠、氟醚橡膠、羧基亞硝基氟橡膠、氟化烷氧基磷腈橡膠等。
3.4.3 含氟涂料
含氟涂料因其耐候性、耐化學(xué)藥品性、抗水汽及抗氯離子滲透性、耐含泥砂水沖蝕性等優(yōu)異的綜合性能,在許多重特大工程建設(shè)項(xiàng)目中得到應(yīng)用。未來我國對含氟涂料需求潛力大,預(yù)計(jì)氟涂料市場將有較快增長,因此涂料用氟樹脂也將呈較快增長的趨勢。
含氟涂料應(yīng)著重發(fā)展水性氟涂料、自清潔氟涂料、粉末氟涂料、防粘耐磨氟涂料、反射隔熱氟涂料以及氟納米涂料等。
3.4.4 含氟功能膜材料
用于生產(chǎn)含氟膜的氟材料有PTFE、PVDF、ETFE、PVF、PCTFE、全氟羧酸樹脂、全氟磺酸樹脂等。應(yīng)開發(fā)高端的聚四氟乙烯雙向拉伸膜、太陽能背板膜、飛機(jī)等用的裝飾膜、水處理用的PVDF膜、PFA 膜等產(chǎn)品,爭取有新的突破。
3.4.5 應(yīng)關(guān)注的高端含氟聚合物
“十四五”期間,有條件的科研院所和企業(yè)應(yīng)關(guān)注高端含氟聚合物的研究開發(fā),如利用六氟異丁烯、六氟異丙醇、六氟二酐等特殊單體開發(fā)包括無定型氟聚物、氟橡膠、聚酰亞胺等在內(nèi)的高端新型聚合物。這些聚合物由于在光學(xué)、電學(xué)、機(jī)械性能、耐化學(xué)性能、熱性能及粘附性等方面具有獨(dú)特的優(yōu)異性能,因此在許多對品質(zhì)要求更高的行業(yè)如電子、化工、軍事和宇航工業(yè)等能夠發(fā)揮極其重要的作用,同時(shí)也能給企業(yè)帶來高附加值的回報(bào)。
(1)無定型氟聚合物
無定型氟聚合物由四氟乙烯(TFE)和全氟-(2,2-二甲基-1,3 二氧雜環(huán)戊烯)(PDD)反應(yīng)生成。它是完全非結(jié)晶性的透明的無定型高分子,沒有明顯的熔點(diǎn),具有很好的光學(xué)性和電性能,同時(shí)具有優(yōu)異的耐化學(xué)、耐熱性、良好的機(jī)械性能和物理性能。
(2)含氟感光樹脂
以2-烯丙六氟異丙醇為共聚單體合成的光刻膠有以下優(yōu)點(diǎn):遠(yuǎn)紫外(<250 nm)高穿透性、高分辨率、高敏感度、優(yōu)異的抗蝕性和粘附性。
(3)高端氟橡膠
六氟異丁烯(HFIB)替代六氟丙烯(HFP)與偏氟乙烯(VDF)共聚所得氟橡膠具有更優(yōu)異的性能。這類高端氟橡膠與傳統(tǒng)的氟橡膠比較,具有增強(qiáng)的表面張力、更好的伸長性、耐化學(xué)性能及耐高溫性能。
(4)含氟聚酰亞胺
含氟聚酰亞胺以六氟二酐(6FDA)為聚合單體,主要性能如下:
低介電常數(shù):普通的聚酰亞胺的介電常數(shù)在3.4 左右,而加入6FDA 后,其介電常數(shù)可降低至2.5。
透明性及可控的折射率:聚酰亞胺略帶微黃色或棕色,加入6FDA 后,可使其變?yōu)橥该?,并且根?jù)6FDA 的加入量可以控制其折射率。
化學(xué)及熱穩(wěn)定性:引入氟原子后,由于氟原子的強(qiáng)負(fù)電性,聚酰亞胺的化學(xué)及熱穩(wěn)定性得到提高,其制品在特殊的化學(xué)或溫度下工作具有潤滑性。含氟類聚酰亞胺有很低的表面自由能,表面光滑,摩擦力小。
(5)全氟聚醚(PFPE)
全氟聚醚(PFPE)是一種常溫下為液體的合成聚合物。可以作為太空機(jī)械元器件的潤滑劑。PFPE 具有較高的熱穩(wěn)定性、氧化穩(wěn)定性、良好的化學(xué)惰性和絕緣性。分子量較大的PFPE 還具有低揮發(fā)性、較寬的液體溫度范圍及檢測穩(wěn)定性、生物惰性、低表面能,良好的潤滑性以及與塑料、金屬和人造橡膠的相容性等。
PFPE 中按配方加入PTFE 等微粉可以制備各種牌號的潤滑脂。
綜上所述,建議氟聚合物生產(chǎn)企業(yè)由規(guī)模發(fā)展向質(zhì)的提高轉(zhuǎn)變,向多品種、差異化發(fā)展轉(zhuǎn)型;推進(jìn)特種含氟聚合物、高端氟樹脂和氟橡膠產(chǎn)品的研究開發(fā)和產(chǎn)業(yè)化;加強(qiáng)共聚改性研究;進(jìn)一步推進(jìn)氟聚合物在通訊、電子、電動汽車、半導(dǎo)體、新能源、生命科學(xué)、水處理領(lǐng)域的應(yīng)用研究。推進(jìn)氟聚合物生產(chǎn)所用先進(jìn)裝備的研究和開發(fā),重視自動化水平的提升,運(yùn)用數(shù)字化和智能化改進(jìn)行業(yè)的技術(shù)水平,提高氟聚合物產(chǎn)品的質(zhì)量,提升企業(yè)在行業(yè)中的地位。
“十四五”期間,還應(yīng)加強(qiáng)氟聚合物在5G 領(lǐng)域、半導(dǎo)體(芯片等)、電子消費(fèi)品(顯示)、醫(yī)療(器械)、新能源(鋰離子電池和燃料電池)和環(huán)保等領(lǐng)域的應(yīng)用研究。
(1)根據(jù)《浙江省石油和化學(xué)工業(yè)“十四五”發(fā)展規(guī)劃》,“十四五”期間要提升化工新材料和專用化學(xué)品水平,圍繞航空航天、電子信息、新能源、汽車、軌道交通、節(jié)能環(huán)保、醫(yī)療健康以及國防軍工等行業(yè)對高端化工新材料的需求,努力突破一批關(guān)鍵化工新材料以及關(guān)鍵配套原材料的供應(yīng)瓶頸和國外封鎖,提升我省化工新材料主體產(chǎn)業(yè)化水平。重點(diǎn)發(fā)展高性能氟硅新材料、高性能聚烯烴新材料、ETFE(乙烯-四氟乙烯共聚物)、特種氟橡膠、特種工程塑料、熱塑性彈性體、高端合成橡膠、高性能合成纖維及復(fù)合材料、功能性膜材料等先進(jìn)高分子材料及電子化學(xué)品、綠色表面活性劑、環(huán)保型塑料和橡膠助劑等專用化學(xué)品,實(shí)現(xiàn)高端化、差異化、系列化發(fā)展。
(2)“十四五”期間,我省的氟化工產(chǎn)業(yè)要在“十三五”已經(jīng)得到良好發(fā)展的基礎(chǔ)上,相關(guān)企業(yè)應(yīng)深刻領(lǐng)會浙江省石油和化學(xué)工業(yè)“十四五”發(fā)展規(guī)劃,發(fā)揮各自優(yōu)勢,采取切實(shí)可行的措施,為促進(jìn)我省石油和化學(xué)工業(yè)調(diào)結(jié)構(gòu)、促升級、提質(zhì)量、增效益,增強(qiáng)國際競爭力和可持續(xù)發(fā)展能力,圓滿完成《浙江省石油和化學(xué)工業(yè)“十四五”發(fā)展規(guī)劃》制定的目標(biāo)作出應(yīng)有的貢獻(xiàn)。